Verfahren zum Herstellen eines Zweikammerdruckbehälters

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Zweikammerdruckbehälters aus einem Aussenbehälter und einem deformierbaren Innenbehälter zur Aufnahme eines Produktes.

STAND DER TECHNIK Derartige Zweikammerdruckbehälter sind in vielfältiger Form und Ausführung bekannt und auf dem Markt. Sie werden beispielsweise in der EP-A 0 326 052 oder der DE 44 13 331 A1 beschrieben.

Durch die unterschiedliche Wandstärke von Innenbehälter und Aussenbehälter und eine unterschiedliche Beanspruchung bzw. Befüllung und gegebenenfalls durch unterschiedliche Werkstoffe oder Werkstoffzusammensetzungen unterliegen Innenbehälter und Aussenbehälter einer unterschiedlichen Wärmeausdehnung. Gravierender ist allerdings der Umstand, dass durch die

unterschiedliche Wärmeausdehnung von Treibmittel im Aussenbehälter und Füllgut im Innenkörper das Material des Innenkörpers anfängt zu atmen. Da es aber der Innenwand des Aussenbehälters seitlich glatt anliegt, kann er nur nach unten in den mit Druckgas gefüllten Innenraum ausweichen, was zu Querbrüchen des Innenbehälters führt. Dabei passt sich der Innenbehälter nach Befüllen zunächst der Geometrie des Aussenbehälters an. Nach dem anschliessenden Befüllen des Aussenbehälters mit Treibmittel und durch die Temperaturwechselbeanspruchung fängt der Innenkörper an zu atmen. Dabei entsteht zunächst eine Längsfalte, danach eine Querfalte, die die Längsfalte kreuzt. Nach ca. 20 - 30 Atmungszyklen entsteht am Kreuzungspunkt beider Falten ein Bruch, ein sog. Pinhole.

Dem wurde dadurch versucht entgegenzutreten, dass dem Innenbehälter Falten eingeformt wurden, wie dies in der EP 1 813 548 A1 , der EP 1 813 549 A1 und der EP 1 813 550 A1 beschrieben ist. Dies erhöhte zwar kurzfristig die Elastizität des Innenkörpers, doch langfristig bedeutete dies zum einen mehr Materialeinsatz und zum andere eine unterschiedliche Angriffsfläche für das Druckgas. Dies führte wiederum dazu, dass an den Falten des Innenkörpers leichter Bruchstellen entstehen.

Ein weiterer Nachteil bekannter Zweikammerdruckpackungen ist der Umstand, dass je länger diese Zweikammerdosen gestaltet sind, desto eher neigen sie dazu, eine Bananenform anzunehmen.

AUFGABE

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der o.g. Art zu schaffen, die eine höhere Stabilität und Festigkeit gewährleistet und dabei die Produktionskosten kaum erhöht und die Faltenbildung des Innenbehälters so steuert, dass die Innenbehälter mindestens doppelt so vielen Temperaturwechselzyklen standhalten.

LöSUNG DER AUFGABE

Zur Lösung dieser Aufgabe führt, dass der Aussenbehälter partielle Materialanhäufungen aufweist.

Der Aussenbehälter stellt einen Zylinder dar und wird bevorzugt, aber nicht abschliessend aus Aluminium hergestellt. Verwendet wird z.B. auch Weissblech. Der Innenbehälter wird aus allen geeigneten Materialien, insbesondere aber aus Aluminium, hergestellt

Die Aussenfläche des Aussenbehälters ist bevorzugt glatt gestaltet und eignet sich dadurch besonders gut für Aufdrucke. Daneben bietet eine glatte Aussenfläche auch Vorteile beim Transport, da jede Dose weniger Platz in Anspruch nimmt und es nicht zu Verkeilungen kommen kann, welche nicht auszuschliessen wären, wenn die Aussenbehälter an der Aussenseite Materialanhäufungen hätten. Dies wäre ohnehin nur dann sinnvoll, wenn lediglich an die Verbesserung der Steifigkeit des Behälters gedacht wird. Aus diesem Grunde bezieht sich die Erfindung vor allem auf Materialanhäufungen an der Innenfläche des Aussenbehälters. Materialanhäufungen an der Aussenseite des Behälters sollen jedoch von der vorliegenden Erfindung umfasst sein.

Diese Materialanhäufungen stellen sich bevorzugt in Form von Rippen dar. Die Rippen verlaufen in erhabener Weise entlang der Innenseite des Aussenbehälters. Dabei verlaufen sie im gleichen Abstand achsparallel zueinander. Sie dienen dazu, dem Aussenbehälter eine verbesserte Steifigkeit zu verleihen, aber vor allem dazu, den Innenbehälter abzustützen. Die Rippen stützen den Innenbehälter, indem sie gemeinsame Kontaktflächen mit ihm bilden. Sie bilden zwischen sich einen zusätzlichen Freiraum für den Innenbehälter, wenn sich dieser, aus welchem Grund auch immer, mehr ausdehnen sollte als der Aussenbehälter. Diese starke Ausdehnung kann z.B bei Temperaturänderungen vorkommen.

Ausserdem erfüllen sie die Aufgabe, dass das Druckgas den Innenbehälter seitlich viel gleichmässiger anströmen und von der Innenfläche des Aussenbehälters lösen kann.

Auch die höhere Steifigkeit hat mittelbar und unmittelbar verschiedene positive Auswirkungen. Zunächst einmal ist, wie oben genannt, bei Zweikammer - Druckpackungen oft zu beobachten, dass diese bei längerer Ausgestaltung eine Bananenform annehmen. Diese Verformung wird durch die Rippen aber verhindert, ohne dass es notwendig ist, die Aussenwände dicker auszugestalten. Dies hat mittelbar verschiedene Vorteile. So benötigt man durch die Rippen weniger Material- und Energieeinsatz bei der Produktion. Ein weiter Vorteil ist darin zu sehen, dass die Füllmenge des Innenbehälters sich durch die Rippen nicht verändert. Anders, wenn Aussenwände mit grosserer Dicke verwendet werden. Dann müsste der Innenbehälter bei gleichem Gesamtdurchmesser verkleinert werden.

Dadurch, dass die Rippen achsparallel verlaufen, wird eine optimale Verteilung für die gewünschte Steifigkeit erreicht. Eine andere Aufteilung würde bei drei Rippen nur dazu führen, dass ein Kräfteungleichgewicht entsteht und die Dose, ähnlich wie bei einem Bimetall, wieder die Bananenform bei Druck- und/oder Temperaturunterschieden annehmen könnte.

Drei Rippen stellen die bevorzugte Ausführung dar, doch ist es durchaus möglich, auch mehr oder sogar weniger als drei Rippen einzusetzen. Gerade bei Aussenbehältem mit sehr grossen Durchmessern kann es im Einzelfall auch von Vorteil sein, dass mehr als drei Rippen verwandt werden.

Der Aussenbehälter wird z.B. durch Fliesspressen hergestellt. Beim Fliesspressen wird mit hohem Druck und hoher Geschwindigkeit die zu verarbeitende Ronde in eine Form gedrückt, welche entsprechende Nuten oder Rillen aufweist. Dieses Verfahren hat bei der Herstellung des Aussenbehälters zur Folge, dass sich die Rippen durchgängig bis zum oberen Ende des

Aussenbehälters erstrecken. Der obere Bereich des Aussenbehälters muss aber frei von diesen Rippen sein und eine glatte Form aufweisen. Dies folgt daraus, dass im oberen Bereich der Innenbehälter mit dem Aussenbehälter verbunden wird. Bei nicht glatter Fläche wird die gasdichte Verbindung der beiden Behälter erschwert bzw. unmöglich.

Zur weiteren Verarbeitung müssen die Rippen also im oberen Bereich des Aussenbehälters wieder abgetragen werden. Dies geschieht bevorzugt aber nicht abschliessend durch Fräsen. Beim Fräsen werden hier z.B. durch spanabhebendes Bearbeiten die Rippen im oberen Bereich des Aussenbehälters auf eine Länge von ca. 25 mm abgetragen. Dies geschieht bevorzugt bis auf die Ebene der Innenwand.

Figurenbeschreibung

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in

Figur 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemässen Behälter;

Figur 2 einen Querschnitt durch den Behälter gemäss Figur 1 entlang Linie H-Il.

Gemäss Figur 1 besteht ein erfindungsgemässer Zweikammerbehälter aus einem Aussenbehälter 1 und einem Innenbehälter 5. Der Aussenbehälter 1 weist eine zylindrische Aussenfläche 3 auf, welche glatt ist. Dies soll nur als bevorzugtes Ausführungsbeispiel gelten und keine anderen Arten von Aussenflächen ausschliessen. Gerade um eine bessere Griffigkeit zu erreichen, kann die Aussenfläche, ähnlich wie bei Trinkflaschen in den letzten Jahren gebräuchlich geworden, in besonderer Weise gestaltet sein.

Der Aussenbehälter 1 weist auf seiner Innenfläche 2 zumindest eine Rippe 4 auf. Bevorzugt weist er insgesamt drei Rippen in jeweils gleichem Abstand auf. Die Rippe 4 dient dazu, dem Aussenbehälter 1 eine gewisse Steifigkeit zu verleihen, aber vor allem um den Innenbehälter 5 zu stützen. Die Rippe 4 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel Teil einer Wand 6 des Aussenbehälters 1. Allerdings soll dies nur das bevorzugte Ausführungsbeispiel sein. Ebenfalls hiervon abgedeckt sein sollen auch eingebrachte Einlagen oder Aufsätze in Form von Rippen 4, die nicht integraler Bestandteil der Wand 6 sind. Hervorzuheben ist hier mehr die später beschriebene Funktion der Rippen 4.

Die Rippe 4 weist in Figur 1 Kontaktflächen 7 mit dem Innenbehälter 5 auf. Im gezeigten Ausführungsbeispiel liegt diese Fläche tatsächlich als Kontakt an. Allerdings sollen auch Ausführungsbeispiele darunter fallen, in denen die Rippe 4 nur stellenweise Kontaktflächen mit dem Innenbehälter 5 hat. Ferner sollen Ausführungsbeispiele davon abgedeckt sein, bei denen der Innenbehälter 5

neben der Rippe 4 auch teilweise Kontaktflächen mit der Innenfläche 2 des Aussenbehälters 1 hat.

Figur 2 zeigt auf, in welcher Form die drei Rippen 4 an der Innenseite 2 des Aussenbehälters 1 angebracht sind. Sie sind in der Weise verteilt, dass jeweils zwischen jeder Rippe 4 zur nächsten Rippe 4 120° liegen. Hierbei handelt es sich nur um ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel. Die Rippen 4 sind auf diese

Weise optimal verteilt und können so ihre Aufgabe am besten erfüllen.

Allerdings können die Rippen auch in anderer Anordnung verteilt sein. Es ist denkbar, dass auf einer Seite des Aussenbehälters 1 aufgrund der Nutzung mehr Druck entsteht. Dann ist es auch denkbar, dass zwei der Rippen einen geringeren Abstand als 120° voneinander haben.

Die Funktion der Rippen 4 ist, neben der Verbesserung der Steifigkeit des Aussenbehälters 1 die Abstützung des Innenbehälters 5. Wird der Behälter Wärme ausgesetzt, so kommt es zu unterschiedlichen Wärmeausdehnungen zwischen Aussenbehälter 1 und Innenbehälter 5, vor allem aber zwischen dem Treibmittel, welches sich im Aussenbehälter 1 befindet und dem Füllgut, dass sich im Innenbehälter 5 befindet. Dies geschieht infolge von unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten. Hierdurch wiederum kann es, da der Innenbehälter 5 in handelsüblichen Aussenbehältern nur nach unten Raum hat, zu Querbrüchen kommen. Die Rippen erlauben dem Innenbehälter 5 auch ein seitliches Ausdehnen in die von ihnen gebildeten Zwischenräume.

DR. PETER WEISS & ARAT

Patentanwälte European Patent Attorney

Aktenzeichen: P 3764/PCZ Datum: 07.09.2007 DA/DA

Bezugszeichenliste